1- PENDAHULUAN Baja Sebagai Bahan Bangunan •
• •
Sejak permulaan sejarah, manusia telah berusaha mencari bahan yang tepat untuk membangun tempat tinggalnya, jembatan untuk menyeberangi sungai dan membuat peralatan-peralatan yang dibutuhkan. Sebagian besar dari impian ini baru terlaksana setelah ditemukannya besi yang kemudian bisa diolah menjadi bahan baja. Sampai saat ini baja banyak digunakan untuk : • • • •
Jembatan Gedung bertingkat tinggi Menara Bangunan industri : pabrik, gudang
STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
1
STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
2
STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
3
STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
4
STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
5
Proses Desain 1.
Pendefinisian kebutuhan dan prioritas klien : ― ― ―
2.
Tinjauan fungsi Tinjauan keindahan Tinjauan pendanaan
Pengembangan konsep desain : ― ―
―
Pengembangan alternatif lay-out struktur Memperkirakan ukuran awal komponen struktur dan biaya untuk masingmasing alternatif Memilih sistem struktur yang paling optimal : o Kepantasan o Ekonomis o Mudah dirawat
STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
6
3.
Desain sistem struktur : ―
―
Analisis struktural (berdasarkan desain awal) o Gaya dalam momen o Gaya dalam geser o Gaya dalam aksial o Gaya dalam torsi dan kombinasinya Desain elemen/komponen struktur o Dimensi elemen struktur untuk menahan gaya-gaya dalam
o
Aspek estetika Kemudahan pelaksanaan Kemudahan perawatan
Mempersiapkan spesifikasi teknis
STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
7
STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
8
• Kaku ; Komponen struktur dari bangunan tidak mengalami deformasi yang berlebihan
STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
9
STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
10
STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
11
STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
12
STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
13
STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
14
STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
15
STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
16
•
•
Metode LRFD ini berdasarkan konsep “Keadaan Batas” (Limit State) yaitu suatu keadaan dimana struktur atau elemen struktur sudah tidak dapat berfungsi sebagaimana yang direncanakan pada awalnya Keadaan batas (limit state) terdiri dari : ― ― ―
•
Keadaan batas ultimate Keadaan batas layan / serviceability Keadaan batas khusus / spesial
Keadaan Batas Ultimate : ― ― ―
Keruntuhan sebagian atau keseluruhan bangunan (sangat jarang terjadi) harus dihindari karena dapat menyebabkan korban jiwa Hilangnya keseimbangan dari sebagian atau seluruh struktur sebagai suatu kesatuan (terjadinya kemiringan atau sliding) Terjadinya keruntuhan pada bagian elemen struktur yang kritis yang dapat menyebabkan kegagalan / keruntuhan sebagaian atau keseluruhan struktur (kegagalan lentur, geser, dll)
STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
17
―
Penjalaran keruntuhan : o
o
― ― ―
•
Keruntuhan setempat akibat pembebanan yang berlebih dapat menyebabkan keruntuhan pada sekirtarnya dan keruntuhan secara keseluruhan pada akhirnya Perlu integritas struktur yang dapat diperoleh dengan menyatukan elemenelemen struktur menggunakan detail penulangan yang tepat sehingga dapat memeberikan lintasan beban alternatif pada saat terjadi kegagalan setempat.
Terbentuknya mekanisme plastis (sendi plastis) Ketidakstabilan akibat deformasi struktur dapat menyebabkan tekuk Fatique (kelelahan) ; komponen struktur dapat mengalami kegagalan akibat pembebanan berulang
Keadaan Batas Layan/Serviceability : ― ―
Terganggunya fungsi struktur, tetapi tidak sampai terjadi keruntuhan Lebih dapat ditoleransi dibandingkan keadaan batas ultimate o
Defleksi yang berlebihan pada tahap layan dapat menyebabkan : Tidak berfungsinya mesin Gangguan pandangan visual Kerusakan elemen non-struktural Perubahan distribusi gaya Genangan air pada atap ; runtuhnya atap STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
18
―
―
Lebar retak yang berlebihan ; korosi pada tulangan ; struktur mengalami kerusakan Vibrasi yang berlebihan dan tidak dikehendaki o o o
•
Vertikal ; lantai/jembatan Lateral / torsional ; bangunan tinggi Perubahan pembebanan
Keadaan Batas Khusus : ― ― ― ― ―
Gempa bumi yang kuat ; rusak/runtuh Banjir/tsunami ; rusak/runtuh Kebakaran, ledakan, atau tertabrak kendaraan Lingkungan yang agresif ; korosif Ketidakstabilan jangka panjang secara fisik maupun kimiawi
STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
19
STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
20
Tipe-Tipe Pembebanan 1.
Beban Mati (D) Beban yang tidak berpindah-pindah sepanjang masa, misal berat sendiri struktur (dinding, lantai, atap, langit-langit, tangga), perlengkapan bangunan yang bersifat tetap (VAC, perpipaan, kabel dan raknya, dll). Beban mati dapat juga bersifat tidak pasti misal : tebal perkerasan, tebal timbunan tanah.
2.
Beban Hidup (L) Beban yang dihasilkan akibat pemanfaatan struktur. Biasanya berupa beban maksimum yang mungkin terjadi akibat pemanfaatan bangunan. Besarnya beban hidup yang diambil tidak boleh lebih kecil dibandingkan dengan yang telah ditetapkan dalam peraturan. Tergantung pada jenis elemen struktur dan beban yang ditinjau, nilai beban hidup dapat direduksi.
3.
Beban Gempa (E) Beban horisontal dan vertikal yang diakibatkan oleh pergerakan tanah saat terjadi gempa bumi.
STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
21
4.
Beban Angin (W) Terjadi pada bangunan tinggi (>150 m) Pada bangunan yang berada di area terbuka Bangunan-bangunan yang relatif ringan
5.
Beban Hujan (H)
Beban Mati Menurut SNI 03-1727-1989 tabel P3-1, beberapa beban mati yang sering dipakai dalam perhitungan struktur adalah sebagai berikut : 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Baja Beton bertulang Adukan per cm tebal dari semen Aspal Dinding pasangan bata merah setengah batu Dinding pasangan bata merah satu batu
STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
7850 kg/m3 2400 kg/m3 21 kg/m2 14 kg/m2 250 kg/m2 11 kg/m2
22
7.
8. 9. 10. 11. 12.
13.
Langit-langit dan dinding (termasuk rusukRusuknya, tanpa penggantung atau pengaku) Dari semen asbes (eternit dan bahan lain Sejenis), dengan tebal maksimum 4 mm Penutup lantai dari ubin, teraso dan beton Tanpa adukan per cm tebal Dinding partisi Ducting – plumbing Penutup atap genting dengan reng dan usuk/ kaso per m2 bidang atap Penutup atap sirap dengan reng dan usuk/ kaso per m2 bidang atap Penutup atap seng gelombang (BWG24) tanpa gordeng
STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
11 kg/m2 11 kg/m2 20 kg/m2 40 kg/m2 50 kg/m2 40 kg/m2 24 kg/m2
23
• Beban Hidup
STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
24
STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
25
STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
26
STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
27
STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
28
STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
29
STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
30
STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
31
STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
32
Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam perencanaan dimensi baja • •
Untuk memperoleh biaya yang murah, biasanya memilih profil yang paling ringan Namun harus diingat bahwa biaya konstruksi juga ditentukan oleh faktorfaktor sbb : 1.
2.
3.
4.
Hendaknya memakai profil baja yang biasa diproduksi dan mudah diperoleh dipasaran Anggapan bahwa profil teringan akan memberikan biaya termurah belum tentu benar karena bila jenis/ukuran profil yang dipakai menjadi banyak akan menyebabkan timbulnya kesulitan dalam penyelesaian sambungan yang akhirnya akan menambah biaya Untuk balok-balok lantai bangunan biasanya dipilih balok yang tinggi karena relatif mempunyai W (tahanan momen) yang besar. Akan tetapi bila gedung bertingkat banyak akan menimbulkan masalah pada space ruangan Dalam memilih profil hendaknya yang mudah dalam pemasangan dan perawatan, seperti profil I, U yang semua permukaannya mudah di cat
STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
33
STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
34
STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
35
STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
36